Industrie-4.0-Lösungen schon heute realisieren

Auf der Hannover Messe 2016 präsentiertSiemens den Besuchern zahlreiche Innovationen in Energieverteilung, Automatisierungs- und Antriebstechnik sowie Industriesoftware. Anhand konkreter Praxisbeispiele wirdauf rund 3500 m² in Halle 9 u. a. gezeigt wie Unternehmen von der Verschmelzung der realen mit der virtuellen Welt profitieren können. „Was uns antreibt, ist die Geschwindigkeit und unser Antriebsriemen ist das Internet“, mit diesen Worten eröffnete Anton S. Huber, CEO der Division Digital Factory, die traditionelle Siemens-Pressekonferenz im Vorfeld der Hannover Messe. „Die zentralen Herausforderungen für Unternehmen sind nach wie vor eine verkürzte Time-to-Market sowie eine erhöhte Flexibilität und Effizienz und das alles bei immer höherer Qualität. Um die hohe Qualität zu garantieren ist eine Automatisierung der Produktionsprozesse nötig. Gleichzeitig flexiblere und schnellere Wertschöpfungsprozesse gestalten und damit gezielter auf individuelle Wünsche der Kunden einzugehen sowie schneller auf neue Marktanforderungen zu reagieren ist jedoch allein mit der Automatisierung nicht mehr zu schaffen. Nur durch eine Digitalisierung lassen sich Wertschöpfungsprozesse beschleunigen“, erklärte Huber. „Wie gut ein Produkt gefertigt werden kann, hängt beispielweise auch davon ab, wie gut ein Produkt designt ist.“ Die vier Eckpfeiler für eine digitale Transformation sind durchgängige Software-Tools und -systeme, industrietaugliche Kommunikations- und Sicherheitslösungen sowie datenbasierte Services. „Unsere Vision ist es alle hierfür nötigen Softwaretools bereitzustellen“, so Huber weiter. „Mit CD-adapco haben wir den führenden Hersteller von Simulationssoftware zur Strömungssimulation gekauft. Dadurch bauen wir unsere Kompetenz auf dem extrem wichtigen Gebiet der modellbasierten Produktentwicklung erheblich aus.“

Bereits seit 2001 erweitert Siemens sein Angebot für das „Digital Enterprise“ durch Zukäufe entsprechender Unternehmen. Die Digital Enterprise Software Suite soll bei der Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette durch eine ganzheitliche Automatisierungslösung unterstützen. ‚“Um dieses Ziel zu erreichen, investieren wir auch hohe Beträge in die Integration der zugekauften Produkte“, erklärte Huber.

Die Digital Enterprise Software Suite bietet ein umfassendes Portfolio an durchgängigen Software Tools, in dessen Zentrum sich Teamcenter als Kollaborationsplattform befindet. Diese wird zukünftig in zunehmendem Maße PLM, MES/MOM und TIA nahtlos verbinden. Gemeinsam mit industriellen Kommunikationsnetzwerken, Security-Lösungen und der schnellen, intelligenten Auswertung von großen Datenmengen basierend auf Mindsphere – der Siemens Cloud for Industry – unterstützt der Konzern seine Kunden bei der Transformation hin zu einem Digital Enterprise. „Mit den von Siemens angebotenen Software-Tools, Kommunikationslösungen, Sicherheitskonzepten und -lösungen sowie einer offenen Plattform für datenbasierte Services können produzierende Unternehmen bereits heute in zukunftsfähige Automatisierungslösungen zur schrittweisen Realisierung von Industrie 4.0-Lösungen investieren“, so Huber.

„Unterscheidet sich die Digitalisierung in der Prozessindustrie von der Digitalisierung in der Fertigungsindustrie?“, diese Frage stellte Dr. Jürgen Brandes, CEO der Division Process Industries and Drives, in den Raum und lieferte die Antwort gleich mit: „Grundsätzlich müssen in beiden Bereichen Daten gesammelt und ausgewertet werden. In der stoffumwandelnden Prozessindustrie sind hierzu aber ganz andere Datenmodelle zu entwerfen, um die Anlagen abzubilden. In Hybridindustrien wie Food- oder Pharmaindustrie kommen beide Welten zusammen. Als Beispiel sei eine Brauerei genannt. Im Braukessel finden die stoffumwandelnden Prozesse statt und die anschließende Abfüllanlage gleicht einer Fertigungsanlage. Wir als Siemens können diese beiden Welten verbinden“, erklärte Dr. Jürgen Brandes.

Mit dem „Digital Enterprise“ bietet Siemens in der Antriebstechnik sowie für alle Branchen der Prozessindustrie Lösungen, die auf deren spezifische Bedürfnisse abgestimmt sind. Dabei werden die Planungs- und Betriebswelt für ein ganzheitliches Anlagenmanagement über den gesamten Lebenszyklus einer Industrieanlage vereint. Grundlage sind die integrierten Softwareprodukte und -lösungen, die Erfassung, Austausch und Dokumentation aller relevanten Daten und somit die Digitalisierung der gesamten Anlage ermöglichen. Alle Daten stehen dabei zentral und in Echtzeit zur Verfügung. Anwender können so das beim Engineering erzeugte virtuelle, identische Abbild einer Anlage – den digitalen Zwilling – nutzen, um die Inbetriebnahme, Betrieb und Instandhaltung zu simulieren und zu optimieren. „Der Übergang von Integrated Engineering zu Integrated Operations ist für unsere Kunden in der Prozessindustrie ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu Industrie 4.0 und ermöglicht erhebliche Steigerungen bei Geschwindigkeit, Flexibilität und Effizienz. Wir bieten integrierte Lösungen über den gesamten Anlagenlebenszyklus und ein durchgehendes Datenmodell“, erläuterte Brandes. „Der Einstieg in die Digitalisierung zahlt sich nicht nur bei Neuanlagen aus. Standardisierung, Flexibilität und ein effizientes Anlagen- und Instandhaltungsmanagement ist bei den derzeit radikalen Marktveränderungen gerade auch für Bestandsanlagen essenziell, um wettbewerbsfähig und damit zukunftsfähig zu bleiben.“

Für die steigenden Anforderungen in der Automatisierung hat Siemens das Prozessleitsystem Simatic PCS 7 weiterentwickelt und in Version 8.2 mit vielen neuen Funktionalitäten ausgestattet. Diese verbessern zum einen die Anwenderfreundlichkeit, Leistung und Effizienz des Prozessleitsystems über den gesamten Lebenszyklus verfahrenstechnischer Anlagen – von der Planung bis hin zur Instandhaltung. Damit Produktionsprozesse stabil und effizient ablaufen können, bietet Simatic PCS 7 in der Version 8.2 individuelles, vernetztes und sicheres Anlagenmonitoring. Zum Beispiel lassen sich Web Anlagen auch via Intranet/Internet bedienen und beobachten. Hierfür nutzt der Anwender Konfigurationsmöglichkeiten für einen individuellen und gesicherten Onlinezugriff auf die Bedien- und Beobachtungsebene einer Produktionsanlage. So lassen sich beispielsweise Remote-Messwarten-Konzept realisieren.

Erweitert wurde auch die Integration mobiler Endgeräte in Simatic PCS 7. Produktionskenndaten, Trend- oder Alarmfunktionen können unabhängig vom verwendeten Betriebssystem jederzeit und standortunabhängig auf Smartphones oder Tablets eingesehen werden. Den anlagenweiten Zugriff auf Feldgeräte unterstützt Simatic PDM (Process Device Manager). Diagnose, Wartung, Parametrierung, Konfigurierung sowie Inbetriebnahme können von mobilen Endgeräten mit Standardbrowsern oder von jedem beliebigen Rechner in einer Anlage erfolgen.

Simatic PCS 7 v8.2 unterstützt Bediener mit neuen Such- und Visualisierungsfunktionen. Der Messstellenbrowser beschleunigt die gezielte Suche nach Messstellen mit zugehörigen Anlageninformationen. Für einen schnellen Überblick stellt das Operator-Trend-View-Werkzeug in Trendkurven den Prozessverlauf dar. Zu einem effizienten Anlagenengineering trägt die Logic-Matrix bei. Sie ermöglicht ein effizientes Verschalten von Verriegelungszuständen in einer Produktionsanlage nach dem Ursache-Wirkungs-Prinzip. Die Matrix kann mit Microsoft Excel bearbeitet, exportiert bzw. importiert werden. In der Version 8.2 wurde auch das Massendatenengineering erweitert, z. B. das technologische Engineering mit Funktions-, System- und Aufbauplänen und den dazugehörigen Dokumenten für Simatic-PCS-7-Projekte. Damit das Prozessleitsystem stets auf dem aktuellen Stand der Technik gehalten werden kann, bietet Siemens einen Software-Update-Service (SUS) an. Dieser umfasst auch die Unterstützung neuer Betriebssysteme wie Microsoft Windows 10 und Server 2012.

Der aktiven Feldverteiler Simatic AFDiSD ermöglicht eine voll integrierte und erweiterte Feldbusdiagnose für Profibus PA. Mit dem Inbetriebnahmeassistent wird die Feldbusinstallation schnell und sicher in Betrieb genommen. Der resultierende Inbetriebnahmebericht fungiert als Qualitätsnachweis. Über die Simatic-PCS-7-Bedienstation haben Anwender die Möglichkeit, in Echtzeit aktuelle und umfassende Informationen über den „Gesundheitszustand“ ihrer Feldbusinstallation, zum Beispiel zu Spannung, Strom oder eventuellen Busunterbrechungen abzurufen. Dadurch können sie drohende Störungen frühzeitig erkennen, rechtzeitig Gegenmaßnahmen einleiten und so die Anlagenverfügbarkeit erhöhen. Die erweiterte Feldbusdiagnose mit Simatic AFDiSD basiert auf der Überwachung der Busphysik (Physical Layer Informationen). So lassen sich beispielsweise fehlerhafte oder nicht angeschlossene Feldgeräte erkennen sowie eventuelle Busunterbrechungen exakt lokalisieren und bei Bedarf remote beheben. Auch Änderungen in Strom und Spannungspegel sind erkennbar.

Neben den neuen Automatisierungskomponenten wird es auf der Hannover Messe auch Neuigkeiten aus dem Bereich der Antriebstechnologie geben. Dazu zählt die Simotics-Active-Magnetic-Bearing-Technology (AMB) für verschleißfreien Betrieb in Großmaschinenanwendungen. Das aktive Magnetlagersystem ist für schnelldrehende Hochspannungsmotoren oder Industrieturbinen und Kompressoren konzipiert. Die Rotoren solcher Anwendungen werden berührungslos im Zentrum der Lager gehalten. Dazu erfassen Sensoren die Wellenpositionen 16 000 mal pro Sekunde und ein Regler stellt die Magnetfelder so ein, dass der Rotor exakt in der Lagermitte schwebt. Auch mehrere Tonnen wiegende Rotoren können selbst bei Maximaldrehzahl in einem Positionsfenster mit dem Durchmesser eines menschlichen Haares gehalten werden. Das entscheidende Merkmal von Simotics-AMB-Technology ist der Einsatz von Standardkomponenten aus dem Siemens-Portfolio, z. B. der Steuerungs-, Regelungs- und Umrichtereinheiten Sinamics und Simotion. Die Einsatzgebiete sind vor allem die Öl- und Gasindustrie sowie die Stromerzeugung. Simotics Active Magnetic Bearing Technology ist bereits erfolgreich im Einsatz: für NAM/Shell in zwei schnelllaufenden Kompressorantriebssträngen mit 6300 min-1 und 23 MW im Gasfeld bei Groningen sowie für Vattenfall bei einer schnelllaufenden Dampfturbine mit 5700 min-1 und 10 MW im Kraftwerk Jänschwalde.

Halle 9, Stand D35

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Redakteurin, cav chemie anlagen verfahren